第二单元 化学反应中的能量教案（名师）

《2.3.1化学能转化为电能》教学设计

一、教学目标

1、知识与技能

(1)、通过实验和实例了解化学能与电能的转化关系。

(2)、初步认识原电池概念、原理及组成。

2、过程与方法

通过活动与探究认识原电池，了解原电池工作原理及应用，学会进行简单的原电池设计。

3、情感、态度与价值观

通过对实验现象的的分析理解，加深对原电池的理解，培养学生理论联系实际的思维，提高其化学学习兴趣。

二、教学重难点

1、教学重点

认识原电池的原理及组成。2、教学难点

通过对实验的研究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。

三、教学过程

[引入新课] 了解并分析火力发电的过程及原理，如何实现化学能与电能之间的转化？

a.net]

火电站工作原理示意图

分析

思考与交流：化学能要经过一系列能量转换才能转化为电能。这样的转化有什么优缺点？

优点：1、我国煤炭资源丰富，廉价方便；2、电能清洁安全，又快捷方便。缺点：1、排出大量的温室效应气体；2、有废气可能导致酸雨；3、煤炭不可再生资源，储量有限；4、能量转换率低……

要使氧化还原反应释放的能量不通过热能而直接转化为电能，把可产生的电能以化学能的形式储存起来，就要设计一种装置。将化学能直接转化为电能，高效利用燃料、不浪费能源、开发出高能清洁燃料？

[讲授新课] 一、原电池的定义：

1、原电池：化学能直接转化为电能的装置

2、PPT展示

生活中常见的电池

二、原电池的工作原理

实验探究：

实验1：把一块锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里。

实验2：把一块铜片插入盛有稀硫酸的烧杯里。

实验3：把一块锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里。

实验4：用导线将锌片和铜片连接起来。

实验5：在导线中接入一个灵敏电流计。

交流与讨论

1、锌和稀H2SO4直接反应的实质是什么？

2、什么原因造成实验3和实验4中的现象的不同？

3、铜片与稀硫酸不反应，锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，为什么在铜片表面有气泡产生？你认为这种气体可能是什么？锌片和铜片上可能分别发生什么反应？如何证明？

4、灵敏电流计的指针发生偏转，偏向何方？你如何解释这一现象？

讨论

1、锌和稀硫酸直接反应的实质：Zn+2H+＝Zn2++H2↑

2、实验3中锌的还原性比H2强，可以和稀硫酸反应；而铜的还原性没有H2强，不能和稀硫酸反应。实验4中由于锌铜之间通过导线连接，锌失去的电子可以通过导线传递给铜片，溶液中的H+在铜片上得到电子生成H2。

3、锌铜之间通过导线连接，锌失去的电子可以通过导线传递给铜片，溶液中的H+在铜片上得到电子生成H2。锌片：Zn－2e-＝

Zn2+，铜片：2H+ + 2e-＝H2↑。在铜片附近收集一试管气体，将试管移近酒精灯火焰，如果有尖锐的爆鸣声，证明该气体是氢气。

4、灵敏电流计的指针偏向电流的流向，说明该装置中有电流产生。

分析

灵敏电流计指针偏转→有电流产生→产生电能→化学能转化为电能的装置→原电池。

分析

原电池的微观原理

氧化还原反应 原电池形成的实质

氧化还原反应分开在两极进行，还原剂所失去的电子通过导线转移给氧化剂。

三、原电池的正负极、电极反应式的书写

1、正负极的判断方法

正极：电子流入的电极、不活泼的电极、发生还原反应的电极；较不活泼的金属、石墨等

负极：电子流出的电极、较活泼的电极、发生氧化反应的电极；活泼的金属

2、电极反应式的书写

外电路电子-定向移动-ZneIeZn2-e-SO4-e2+Zn+-He2+-+Cu内电路离子定向移动

负极(锌片)

Zn+2e-=Zn2+(氧化反应) 正极(铜片)

2H++2e-=H2↑(还原反应) 电池总反应式：Zn＋2H+=Zn2++H2↑

巩固练习

1、某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是(B) A.Mg

B.Fe

C.Al

D.Cu

四、原电池的形成条件

将化学能转化为电能的装置需要什么组成条件？请归纳原电池的组成条件？

(1)

(2)

(3) (4)

归纳

形成条件一：活泼性不同的两个电极 形成条件二：电极需插进电解质溶液中 形成条件三：必须形成闭合回路 形成条件四：必须存在自发的氧化还原反应

[课堂小结] 定义：把化学能转化为电能的装置

工作原理：氧化还原反应

电极反应式：负极：Zn－2e-＝

Zn2+、

正极：2H+ + 2e-＝H2↑

原

电

总反应：Zn+2H+＝Zn2++H2↑

池

形成条件：活泼性不同的两个电极 电极需插进电解质溶液中 必须形成闭合回路 必须存在自发的氧化还原反应

学以致用

请你当医生：格林太太是位漂亮、开朗、乐观的妇女，当她开怀大笑的时候人们可以发现她一口整齐洁白的牙齿中镶有两颗假牙：其中一颗是黄金的——这是她富有的标志，另一颗是不锈钢的——这是一次车祸后留下的痕迹。

令人百思不解的是自从车祸以后，格林太太经常头痛、夜间失眠、心情烦躁…医生绞尽脑汁，格林太太的病情并未好转……

一位年轻化学来看格林太太，并为格林太太揭开了病因。

化学家发现了什么？你能为一个格林太太开一个药方吗？

病因大揭秘：由于金与铁（钢的主要成分）是活性不同的两种金属，唾液中含有电解质，故构成了原电池，产生了微小的电流，使得格林太太头痛，因此必须换掉其中的一颗假牙。

巩固练习

2.下列装置中能组成原电池形成电流的是( C )

3.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH( C ) A.不变 B.先变大后变小

C.逐渐变大 D.逐渐变小

4.一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu=Zn +Cu，该反应的的原电池正确组合是（C）

电解质溶液

CuCl2

H2SO4

CuSO4

HCl

2+2+

正极

负极

A

Zn

Cu

B

Cu

Zn

C

Cu

Zn

D

Fe

Zn

[板书] 2.3.1 化学能转化为电能

1.原电池的概念：将化学能转化为电能的装置叫原电池

2.原电池的工作原理：氧化还原反应3.原电池的电极、电极反应式

负极（锌片） Zn+2e=Zn+--2+ [来源:www.shulihua.netwww.shulihua.net]

(氧化反应)[来源:学&科&网][来源:www.shulihua.netwww.shulihua.net]

正极（铜片） 2H+2e=H2↑（还原反应）

电池总反应式：Zn＋2H=Zn+H2↑

4.组成原电池的条件

活泼性不同的两个电极 电极需插进电解质溶液中 必须形成闭合回路 必须存在自发的氧化还原反应

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